32个甜菜品种指纹图谱构建与遗传多样性分析

为了对国外引进的甜菜品种进行鉴别以及分析不同甜菜品种之间的亲缘关系,利用SSR标记构建了32份引进甜菜品种的指纹图谱并进行了遗传多样性分析。从101对SSR引物中筛选出了21对谱带清晰、易于识别的引物,这21对引物共检测出127个等位位点,其中多态性位点为107个,多态性比率为83.6%,每对SSR引物扩增出的等位位点数为2~11个,平均每对引物扩增出6.1个基因型,扩增的条带大小在90~500 bp之间。利用3对引物SB04,S6和S7的引物组合构建的指纹图谱就能够区分32个品种。聚类分析结果表明,在遗传距离0.17处,所有的供试品种被分为3类,从分子水平上说明甜菜品种之间的遗传基础比较狭窄。聚类分析结果与甜菜品种的来源具有很好的一致性,基本上是同一公司或者同一国别的品种被聚在了一起。     

国产糖甜菜品种SSR指纹图谱的构建

为了构建14份国产甜菜品种的指纹图谱,利用6个差异较大的甜菜品系对50对SSR引物进行筛选,共选出7对多态性高、带型清晰、重复性好的SSR引物。利用这7对SSR引物对国产14份糖甜菜品种进行扩增,共获得40条谱带,其中多态性位点28个,多态性比率达75%;每对引物产生的等位基因数为5-8个,平均6.6个。利用其中三对引物S6,S13和BVGTT6构建了14份国产甜菜品种的DNA指纹图谱,结果表明,每个甜菜品种有唯一的数字指纹区别于其它品种,说明SSR标记适用于甜菜品种纯度和真实性的鉴定,同时甜菜品种指纹图谱库的构建也为将来可能出现的甜菜品种纠纷打下坚实的技术基础。     

适合于甜菜品种鉴定的ISSR核心引物的筛选

探寻适合甜菜品种鉴定的ISSR引物,用以构建甜菜品种的指纹图谱。利用一个品种对全部100条ISSR引物进行退火梯度实验,然后利用16个进口甜菜品种在每个引物的最佳退火温度下对全部引物进行扩增,筛选适合甜菜品种纯度鉴定的ISSR引物。结果从100条ISSR引物中筛选出多态性高、扩增条带清晰、重复性好的引物16条,这16条ISSR引物总共扩增100条多态性条带,引物的PIC值均大于0.6,从理论上讲,这些核心引物完全可以实现对现有甜菜品种的鉴定。     

适于甜菜品种鉴定的SSR核心引物的筛选

为了筛选出适合于甜菜杂交种鉴定的核心引物,以16个在中国种植面积较大的进口甜菜品种为材料,对已公布的130对甜菜SSR引物以及70对甜菜EST-SSR引物进行筛选。结果从200对甜菜SSR引物中筛选出了24对扩增条带清晰、重复性好且多态性高的核心引物。这24对引物中有22对引物的PIC值大于0.5,其中7对引物的PIC值均大于0.8,可以作为甜菜品种鉴定的首选核心引物。利用筛选出的核心引物对16个甜菜品种进行聚类分析,结果16个品种分为3类,基本上是同一公司的品种聚在了一起。甜菜SSR核心引物的筛选将大大加速甜菜品种纯度和真实性鉴定的速度,也将更快的促进甜菜分子生物学其他领域的发展。     

利用SSR标记进行玉米品种一致性检测研究

为了评估SSR标记在玉米品种一致性鉴定中的应用价值及确定基于SSR标记的玉米一致性鉴定标准,利用13个SSR标记对213份来自2004年国家区域试验的玉米单交种(包括16份重复材料)进行了一致性分析,每个品种取20个个体,除在染色体6和8上各选取了2个和3个标记外,其他染色体上均各选取1个SSR标记.结果显示:一致性检测中异型带的类型有7种,每种出现的概率不同;不同品种在不同引物位点的一致性分布情况差别较大.比较位于同一染色体的引物一致性检测结果,发现在相同染色体上位置较近的不同引物一致性检测结果具有较高的相关性,因此提出在选用一致性检测的引物时应遵循均匀分布的原则,减少引物间的相关性.通过剔除自交个体对品种一致性比率进行校正(仅有7个品种),校正值可反映品种真实的遗传一致性和稳定性.综合考虑品种在单个引物位点的一致性和在所有位点的平均一致性,提出了划分玉米品种一致性级别的标准.     

水稻功能性插入缺失标记（InDel）的筛选与应用

开展水稻品种纯度和真实性鉴定对水稻遗传育种和种子生产有着重要的意义。以245个长江中下游主推水稻品种为研究材料,从643个插入缺失（InDel）位点中筛选出124个功能性多态性位点,建立了InDel高效检测体系。进一步利用InDel标记vf0121641804和SSR标记RM7120分析水稻样品的纯度,同时选用覆盖12条染色体的24对InDel引物和48对SSR标准引物分析水稻品种真实性,结果表明,采用InDel标记检测水稻品种纯度和真实性的结果与采用SSR标记检测结果一致,说明水稻功能性InDel标记也可用于水稻品种纯度和品种真实性的鉴定。在此基础上,鉴定了245个水稻品种124个InDel标记的基因型遗传多样性并进行了聚类分析,结果表明,水稻材料间存在明显的群体结构,基本反映了不同品种间的亲缘关系。水稻功能性InDel标记的筛选与应用,不仅为品种纯度和真实性鉴定、遗传多样性分析提供了新方法;而且可用于分子辅助育种,提高强优势组合的预见性。     

利用SSR荧光标记构建20个高粱品种指纹图谱

为建立高粱种子纯度及真实性鉴定技术体系,构建高粱栽培品种DNA指纹图谱数据库是必要的。利用SSR荧光标记技术筛选出36对SSR荧光标记引物,构建我国高粱杂种优势利用以来中晚熟区主推的20个品种的SSR指纹图谱。36对SSR引物共扩增出235个等位基因,平均每个等位基因检测到多态性位点7个,多态性位点变化范围为2~12个。20个高粱品种36个SSR位点的遗传多样性指数和多态性信息量的变化范围分别为0.3490~0.8813和0.3144~0.8696,平均值分别为0.6976和0.6571。从36对SSR引物中筛选到多态性丰富的2对引物作为高粱品种鉴定的特征引物,2对SSR特征引物组合可区分所有供试品种。20个高粱品种的SSR指纹图谱互不相同,可以作为各品种特定的图谱,为品种鉴别提供依据。     

适合甜菜品种鉴定的SRAP核心引物的筛选

为筛选适合甜菜品种纯度鉴定的SRAP核心引物,以12个进口国外甜菜品种为材料,对546对SRAP引物组合进行扩增,利用8%的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳进行分离,选择适合甜菜品种纯度鉴定的SRAP核心引物组合。结果从546对SRAP引物组合中筛选出扩增条带清晰、多态性丰富、重复性好的引物组合23对,这23对引物组合共扩增出177条多态性条带,引物的PIC值均大于0.6。平均每对引物扩增7.7条多态性条带,从理论上讲,这些核心引物完全可以实现对现有甜菜品种的鉴定。     

利用SRAP标记构建18个木薯品种的DNA指纹图谱

利用SRAP标记,选用36对多态性较好的引物组合,对18个木薯品种进行分析鉴定,扩增出320个位点,其中多态性位点235个,多态性比率达73.4%,平均每对引物组合可产生8.9个位点和6.5个多态性位点;235个多态性位点采用非加权组平均法(UPGMA)进行聚类分析,以遗传相似系数0.734为阈值,可将18份供试材料分为4组;选用2对多态性引物Me1-Em5和Me24-Em10,初步构建了18份木薯品种的指纹图谱,根据条带的有无转换为0、1二进制编码形成数字指纹,每个品种拥有唯一的数字指纹区别于其他品种,置信概率达到99.999%。结果表明,采用SRAP标记建立的指纹图谱适用于木薯品种的分类和鉴定。     

利用DAMD分子标记构建甜菜品种的分子身份证

为了根据遗传背景快速区分和鉴定甜菜品种的真实性和特异性,补充和打破形态学鉴定法的短板和局限,以96份甜菜登记品种为试材,采用DAMD分子标记技术构建了甜菜品种的分子身份证。结果显示,有7条扩增条带清晰、多态性较好的DAMD引物可用于鉴别甜菜品种,这7条引物共检测出103条带,其中多态性条带101条,多态性98.1%;96个品种间的最小遗传距离为0.039,最大为0.485,平均遗传距离0.237。通过聚类分析,96个甜菜品种被分为两类群,类群I仅有54号品种,类群II包含其余95个品种,类群II进一步又分两个亚群。仅利用URP1F、URP17R和URP2R这3条引物组合将96个供试甜菜品种完全区分。利用DAMD引物构建甜菜品种的分子身份证,为快速、高效地鉴定甜菜品种提供了一种新的途径,也为保护育种家和农民的利益提供了保障。     

甜菜CDDP核心引物的筛选及利用CDDP引物鉴别甜菜品种

为了研究CDDP引物在甜菜育种上的应用,选用12个甜菜品种对35条CDDP引物进行筛选。随后,利用筛选的引物对43个甜菜登记品种进行鉴别。结果显示35条CDDP引物中有10条引物可以作为甜菜品种真实性鉴定的核心引物。这些引物扩增的条带具有清晰、易于识别、多态性高的特点,普遍分布在50~400 bp之间。其中,引物KNOX-3就可以鉴别全部43个甜菜品种。引物MADS-1和F3’H4的组合也可以鉴别全部的43个品种。甜菜CDDP核心引物的筛选,对于将来利用CDDP引物鉴别甜菜品种、对甜菜种质资源进行分类,为有效维护农民、育种家以及糖厂的利益提供了理论和技术上的支持。     

甜菜DAMD引物的筛选及不同凝胶系统对扩增产物多态性的影响

为了筛选适宜于甜菜品种纯度鉴定的DAMD引物,笔者利用12 个不同的甜菜品种分别对26 条DAMD引物进行扩增,并分别采用6%聚丙烯酰胺凝胶电泳和2%的琼脂糖凝胶电泳对扩增产物进行检测。结果表明,从26 条DAMD引物中筛选出16 条扩增清晰的引物,这16 条引物共扩增出139 条带,其中多态性条带为122 条,多态性百分比为87.7%,这16 条引物可以作为甜菜品种纯度和真实性鉴定的核心引物,同时发现聚丙烯酰胺凝胶电泳与琼脂糖凝胶电泳的检测结果差异不大,而琼脂糖凝胶具有制作方便、检测简单以及不使用任何有毒药剂等优点,推荐甜菜DAMD扩增产物的检测使用琼脂糖凝胶电泳。     

甜菜品种SSR指纹图谱的构建及遗传多样性分析

筛选出20对多态性高、带型清晰、重复性好的SSR标记引物对供试甜菜品种进行PCR扩增,根据扩增产物构建SSR指纹图谱,并分析其遗传多样性。结果显示,共检测出112个等位基因,平均每对引物5.6个,利用获得的等位基因计算遗传距离,107个品种的遗传距离变化范围在0.065~0.467之间,平均遗传距离0.298。Shannon’s多样性指数变异范围0.78~2.90;PIC值介于0.08~0.83;Nei’s指数介于0.39~1.87。利用类平均法（UPGMA）进行聚类分析,可将107个甜菜品种分为2个类群。类群Ⅰ29个品种,类群Ⅱ78个品种。类群Ⅰ和Ⅱ又可分为多个亚群。结果表明,每个甜菜品种有区别于其他品种唯一的数字指纹,说明用于试验的20对SSR标记适用于甜菜品种真实性的鉴定,同时甜菜品种指纹图谱库的构建也为甜菜品种鉴定提供技术基础。     

不同检测方法对甜菜ISSR引物多态性的影响

为了探讨不同检测方法对甜菜ISSR引物扩增效果的影响以及各方法的优缺点,笔者应用非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和琼脂糖凝胶电泳两种检测方法对甜菜ISSR 引物扩增效果进行了检测。利用12个不同的甜菜品种,对10 个ISSR引物进行扩增,分别采用6%的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳、1%的琼脂糖凝胶电泳以及2%的琼脂糖凝胶电泳对ISSR-PCR的扩增产物进行分离。结果表明：6%的聚丙烯酰胺凝胶电泳无论是检测的总条带数还是多态性条带数均远高于琼脂糖凝胶电泳,且条带清晰,易于识别,而2%的琼脂糖凝胶电泳检测的条带数高于或等于1%的琼脂糖凝胶电泳,且条带更易于识别,因此,对于利用ISSR 引物进行QTL定位、指纹图谱构建以及遗传多样性分析时,推荐使用6%的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,而对于种子纯度鉴定以及需要对ISSR扩增产物进行测序,则推荐使用2%的琼脂糖凝胶电泳。     

甜菜SSR扩增产物不同检测方法的比较研究

利用16对甜菜SSR引物对12个不同的甜菜品种进行扩增,分别采用8%的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳、3%的Metaphor琼脂糖电泳以及3%的普通琼脂糖电泳对SSR扩增产物进行检测,比较不同检测结果的差异性。结果表明,8%的非变性聚丙烯凝胶分辨细小条带的差异远高于3%的Metaphor琼脂糖和普通琼脂糖,而Metaphor琼脂糖的的分辨率高于普通琼脂糖,但对于条带较少的引物,三种凝胶未显现出差异;对于条带数较多的引物,如果条带比较集中,三种检测方法差异显著,如果条带比较分散,三种凝胶之间的差异较小。由于Metaphor琼脂糖价格偏高、胶软不易操作且分辨率低于聚丙烯酰胺凝胶,因此不建议使用。而8%的聚丙烯酰胺凝胶则适合于指纹图谱的构建以及遗传多样性分析等等,普通琼脂糖可以应用在品种纯度的鉴定。     

甜菜全基因组SSR引物的筛选与评价

旨在筛选出适合于甜菜分子生物学实验的SSR核心引物,为后续构建甜菜指纹图谱及遗传多样性分析奠定重要基础。本文利用4种不同的甜菜种质资源和4个不同的甜菜品种,对基于甜菜全基因组编码区序列设计的247对SSR引物进行了初步筛选。结果表明,247对引物中绝大多数引物没有多态性或者多态性不好,只有27对引物具有较高的多态性,这27对引物总共扩增出103条带,其中多态性条带95条,多态性比率为90.43%。这些引物多态性信息量(PIC)范围为0.549~0.983,平均每一对引物的PIC值为0.841。试验结果表明虽然经过了电子PCR的筛选,想要找到合适的甜菜SSR引物依然比较困难,说明甜菜的遗传基础比较狭窄。这27对SSR引物适用于甜菜分子标记,为甜菜品种标准化鉴定体系的大规模构建和应用奠定了重要基础。